A matéria orgânica particulada (MOP) é a principal fonte de energia em ecossistemas lóticos, podendo ser gerada dentro ou fora do ecossistema. Os processos de produção e decomposição são particularmente importantes para a ciclagem dos nutrientes no ecossistema, afetando as relações entre biodiversidade e suas funções e propriedades. No Brasil existem poucas informações sobre a dinâmica deste material orgânico nos sistemas aquáticos, apesar das grandes dimensões das bacias hidrográficas brasileiras, e da associação destas com a vegetação ripária. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo a avaliação dos efeitos dos fatores reguladores da decomposição de matéria orgânica alóctone em sistemas aquáticos, bem como os padrões de retenção, acúmulo de detritos e ciclagem de nutrientes em três rios localizados em áreas distintas, sendo dois em área florestada conservada e outro localizado em área de pastagem. Os resultados obtidos contradizem as duas hipóteses iniciais na qual a espécie de gramínea C4 (B. brizantha), devido a alta relação C:N, alto teor de lignina e baixa concentração de nitrogênio, apresentaria menores taxas de decomposição quando comparada a espécie C3 (M. schottiania) e que a decomposição de ambas as espécies seria maior no rio situado na áreas de pastagem, devido a maior temperatura causada pela maior incidência de sol neste área, que estimularia a atividade microbiana e, portanto a decomposição do resíduo. A temperatura, frequentemente relatada na literatura como principal parâmetro ambiental regulador da decomposição, não se mostrou determinante no processo de decomposição, uma vez que as maiores de perda dos detritos ocorrem no rio situado na floresta, onde os menores valores de temperatura da água foram encontrados. Sendo assim, outros fatores se mostraram mais atuantes neste processo, como as características dos substratos e a concentração de nitrato dissolvido na água. Com relação à decomposição das espécies, a B. brizantha, apesar de nutricionalmente pobre, com baixa concentração inicial de nitrogênio e alta razão C:N, foi a espécie que teve maior perda de massa nos três rios analisados, devido sua baixa concentração de lignina, composto mais recalcitrante encontrado no tecido vegetal. A lignina também se mostrou determinante na dinâmica de perdas dos demais nutrientes das duas espécies, visto que este composto pode interagir com demais constituintes celulares, formando complexos que \"mascaram\" a decomposição dos compostos mais lábeis. Sendo assim, a interação entre quantidade de nutrientes e a forma na qual este estão disponíveis será de extrema importância para a definição da velocidade de decomposição dos detritos foliares no meio ambiente / The particulate organic matter (POM) is the main energy source in stream ecosystems, which may be generated inside or outside the ecosystem. The production and decomposition processes are particularly important for nutrient cycling at the ecosystem, affecting the relationships between biodiversity and its functions and properties. In Brazil, there is little information on the dynamics of organic matter in aquatic systems, besides the great dimensions of Brazilian watersheds, and its association of those with riparian vegetation. Thus, the present study aims to evaluate the effects of factors that regulate decomposition of allochthonous organic matter in aquatic systems, as well as the patterns of retention, accumulation of debris and nutrient cycling in three rivers located in different areas, two in a preserved forest area and one in a pasture area. Our results contradict the two initial hypothesis that decomposition would be slower for C4 plants (grass), due its higher C:N, higher lignin content and low nitrogen ratios, in any environment, and that decomposition rates would be faster in the pasture streams due to the higher water temperature caused by the high incidence of sun in this area, which would stimulate microbial activity, and thus the decomposition of the residue. Temperature, commonly reported in the literature as the main environmental regulator of decomposition, was not decisive in the decomposition process, since the larger losses of mass leaf occurred at the river located at the forest, where the lowest water temperature values were found. Therefore, other factors were more effective to determine the decomposition process, such as the characteristics of the substrate and the concentration of dissolved nitrate in the water. Regarding the differences at the decomposition rates of the species, B. brizantha, although nutritionally poor, with low initial nitrogen concentration and high C: N ratio, was the species with greater weight loss at the three rivers studied, due to its low lignin concentration, which is the most recalcitrant compound found in the plant tissue. Lignin also influenced the dynamic of nutrient losses of the two species, since this compound can interact with other cellular constituents, preventing the decomposition of the most labile compounds. Thus, the balance between the amount of nutrients and the form in which they are available will be extremely important to define the decomposition rate of leaf litter at the environment

A matéria orgânica particulada (MOP) é a principal fonte de energia em ecossistemas lóticos, podendo ser gerada dentro ou fora do ecossistema. Os processos de produção e decomposição são particularmente importantes para a ciclagem dos nutrientes no ecossistema, afetando as relações entre biodiversidade e suas funções e propriedades. No Brasil existem poucas informações sobre a dinâmica deste material orgânico nos sistemas aquáticos, apesar das grandes dimensões das bacias hidrográficas brasileiras, e da associação destas com a vegetação ripária. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo a avaliação dos efeitos dos fatores reguladores da decomposição de matéria orgânica alóctone em sistemas aquáticos, bem como os padrões de retenção, acúmulo de detritos e ciclagem de nutrientes em três rios localizados em áreas distintas, sendo dois em área florestada conservada e outro localizado em área de pastagem. Os resultados obtidos contradizem as duas hipóteses iniciais na qual a espécie de gramínea C4 (B. brizantha), devido a alta relação C:N, alto teor de lignina e baixa concentração de nitrogênio, apresentaria menores taxas de decomposição quando comparada a espécie C3 (M. schottiania) e que a decomposição de ambas as espécies seria maior no rio situado na áreas de pastagem, devido a maior temperatura causada pela maior incidência de sol neste área, que estimularia a atividade microbiana e, portanto a decomposição do resíduo. A temperatura, frequentemente relatada na literatura como principal parâmetro ambiental regulador da decomposição, não se mostrou determinante no processo de decomposição, uma vez que as maiores de perda dos detritos ocorrem no rio situado na floresta, onde os menores valores de temperatura da água foram encontrados. Sendo assim, outros fatores se mostraram mais atuantes neste processo, como as características dos substratos e a concentração de nitrato dissolvido na água. Com relação à decomposição das espécies, a B. brizantha, apesar de nutricionalmente pobre, com baixa concentração inicial de nitrogênio e alta razão C:N, foi a espécie que teve maior perda de massa nos três rios analisados, devido sua baixa concentração de lignina, composto mais recalcitrante encontrado no tecido vegetal. A lignina também se mostrou determinante na dinâmica de perdas dos demais nutrientes das duas espécies, visto que este composto pode interagir com demais constituintes celulares, formando complexos que \"mascaram\" a decomposição dos compostos mais lábeis. Sendo assim, a interação entre quantidade de nutrientes e a forma na qual este estão disponíveis será de extrema importância para a definição da velocidade de decomposição dos detritos foliares no meio ambiente / The particulate organic matter (POM) is the main energy source in stream ecosystems, which may be generated inside or outside the ecosystem. The production and decomposition processes are particularly important for nutrient cycling at the ecosystem, affecting the relationships between biodiversity and its functions and properties. In Brazil, there is little information on the dynamics of organic matter in aquatic systems, besides the great dimensions of Brazilian watersheds, and its association of those with riparian vegetation. Thus, the present study aims to evaluate the effects of factors that regulate decomposition of allochthonous organic matter in aquatic systems, as well as the patterns of retention, accumulation of debris and nutrient cycling in three rivers located in different areas, two in a preserved forest area and one in a pasture area. Our results contradict the two initial hypothesis that decomposition would be slower for C4 plants (grass), due its higher C:N, higher lignin content and low nitrogen ratios, in any environment, and that decomposition rates would be faster in the pasture streams due to the higher water temperature caused by the high incidence of sun in this area, which would stimulate microbial activity, and thus the decomposition of the residue. Temperature, commonly reported in the literature as the main environmental regulator of decomposition, was not decisive in the decomposition process, since the larger losses of mass leaf occurred at the river located at the forest, where the lowest water temperature values were found. Therefore, other factors were more effective to determine the decomposition process, such as the characteristics of the substrate and the concentration of dissolved nitrate in the water. Regarding the differences at the decomposition rates of the species, B. brizantha, although nutritionally poor, with low initial nitrogen concentration and high C: N ratio, was the species with greater weight loss at the three rivers studied, due to its low lignin concentration, which is the most recalcitrant compound found in the plant tissue. Lignin also influenced the dynamic of nutrient losses of the two species, since this compound can interact with other cellular constituents, preventing the decomposition of the most labile compounds. Thus, the balance between the amount of nutrients and the form in which they are available will be extremely important to define the decomposition rate of leaf litter at the environment

As matas riparias tem efeitos positivos sobre a qualidade da água em rios de baixa ordem. O cultivo e a substituição de plantas de espécies nativas por espécies exóticas, tem efeitos e impactos significativos na biodiversidade de ambientes aquáticos e terrestre. O cultivo de Eucalyptus ocupam áreas de importância biológica e ambiental, causando impactos que ainda são pouco estudados, interferindo no funcionamento dos cursos de água que são dependentes do material foliar disponível nas margens dos rios como fonte de energia e nutrientes. O presente trabalho comparou a decomposição de folhas de espécies nativas (Inga marginata e Matayba elaeagnoides) e folhas de uma espécie exótica (Eucalyptus grandis) durante as estações seca e chuvosa, num riacho localizado no interior da Floresta Nacional de Ipanema, unidade de conservação situada no sudeste do estado de São Paulo. Para a comparação foi utilizado o método de litter bags usando sacos de malha grossa plástica de 10 mm de abertura, por períodos de no máximo 60 dias. Neste período também foi avaliada a colonização de macroinvertebrados bentônicos em cada um dos tratamentos testados. Entre as estações (seca e chuvosa), as perdas de massa foliar foram distintas, assim também existiram diferenças entre as espécies de plantas testadas (Inga marginata, Matayba elaeagnoides e Eucalyptus grandis), sendo sempre maior a perda nas folhas de Inga marginata, seguida das folhas de Eucalyptus grandis e Matayba elaeagnoides, e obtendo os maiores valores de perda de massa na estação chuvosa. Foram identificados 801 indivíduos que colonizaram nos três tratamentos testados na época seca e 556 indivíduos que colonizaram nos tratamentos na época chuvosa, existindo uma relação entre os valores de perda de massa e a abundância de organismos macroinvertebrados para cada um dos tratamentos, sendo os tratamentos com maiores perdas os que tiveram maiores valores de organismos colonizados. Os maiores valores de perda de massa para a folha de Inga marginata foi maior em comparação dos outros tratamentos além de apresentar a maior quantidade de macroinvertebrados aquáticos colonizados nas duas épocas avaliadas. As famílias mais representativas foram: Chironomidae, Hyalellidae, Gomphidae, Calamoceratidae, Leptophlebiidae e Elmidae. Assim os grupos funcionais com maior presença foram os grupos coletor e predador, não existindo diferenças significativas na presença destes grupos. O grupo fragmentador foi o terceiro grupo mais representativo para os três tratamentos e nas duas épocas avaliadas. Nesse tipo de ambiente tropical, a comunidade de fungos e bactérias é rico e diverso, fazendo esse processo biológico, importante para a transformação das folhas em um recurso de maior facilidade de assimilação para seu aproveitamento, tornando assim as folhas mais acessíveis para os organismos invertebrados. Deste modo, por exemplo transformando as folhas de eucalipto em um recurso, sendo estas folhas também acondicionadas para o consumo dos organismos e podendo-se constituir como um recurso adicional para a biota e os organismos se adaptando para a assimilação deste recurso. A presença de folhas de eucalipto pode influenciar na colonização dos organismos invertebrados, podendo interferir no processo natural da colonização de macroinvertebrados aquáticos e alterando a disponibilidade de nutrientes dentro das teias tróficas destes sistemas aquáticos. / The crumbled vegetation has positive effects on water quality in a low river. The crop plants and replacement of native species by exotic species, has significant effects and impacts on biodiversity of aquatic and terrestrial environments. Eucalyptus cultivation occupies areas of biological and environmental importance, causing impacts that are still poorly studied, interfering with the operation of the waterways that depend on available vegetable waste on the banks of rivers as a source of energy and nutrients. This study compared the decomposition of leaves of native species (Inga marginata and Matayba elaeagnoides) and leaves of an exotic species (Eucalyptus grandis) during the dry and rainy seasons in a river located within of the Floresta Nacional de Ipanema, conservation unit located in the southeastern state of São Paulo. For the comparison, the litter bags method was used. Thus, networks of plastic coarse mesh with an opening of 10 mm maximum were used for periods of 60 days. In this period the colonization of bentic macroinvertebrates in each of the treatments was also evaluated. Between the seasons (dry and rainy), losses of plant mass were different among different species of evaluated plants (Inga marginata, Matayba elaeagnoides and Eucalyptus grandis), considering that the loss of leaves of Inga marginata was higher, followed by the Eucalyptus grandis and Matayba elaeagnoides leaves. As a result, the loss of mass in the rainy season was evident. Thus, 801 individuals that colonized the three treatments evaluated in the dry season and 556 individuals that colonized treatments in the rainy season were identified. As consequence, there is a relationship between the values of loss of plant material and abundance of macroinvertebrates organisms for each of the treatments. The treatments with higher losses those who had higher values of colonized organisms. The largest mass loss values for Inga marginata sheet was higher in comparison of other treatments as well as presenting the greatest amount of aquatic macroinvertebrates colonized in the two seasons evaluated. The most representative families were: Chironomidae, Hyalellidae, Gomphidae, Calamoceratidae, Leptophlebiidae and Elmidae. Thus, the functional groups with the largest presence were collectors and predators groups, with no significant differences in the presence of these groups, the shredder group was the third most representative group for the three treatments and two periods evaluated. In this type of tropical environment, the community of fungi and bacteria is abundant and diverse, making of this biological process, an important aspect for the transformation of leaves in a resource ease of assimilation for its use, allowing these to become more accessible for invertebrate organisms. Considering the previous information, this allowed the Eucalyptus leaves transform in a resource available for consumption of organisms and being able to be as an additional resource for biota and organisms adapting to the assimilation of this resource. Thus, the presence of Eucalyptus leaves can influence the colonization of invertebrate organisms, it may interfere with the natural process of colonization of aquatic macroinvertebrates and altering the availability of nutrients in the food chains of these aquatic ecosystems.

As matas riparias tem efeitos positivos sobre a qualidade da água em rios de baixa ordem. O cultivo e a substituição de plantas de espécies nativas por espécies exóticas, tem efeitos e impactos significativos na biodiversidade de ambientes aquáticos e terrestre. O cultivo de Eucalyptus ocupam áreas de importância biológica e ambiental, causando impactos que ainda são pouco estudados, interferindo no funcionamento dos cursos de água que são dependentes do material foliar disponível nas margens dos rios como fonte de energia e nutrientes. O presente trabalho comparou a decomposição de folhas de espécies nativas (Inga marginata e Matayba elaeagnoides) e folhas de uma espécie exótica (Eucalyptus grandis) durante as estações seca e chuvosa, num riacho localizado no interior da Floresta Nacional de Ipanema, unidade de conservação situada no sudeste do estado de São Paulo. Para a comparação foi utilizado o método de litter bags usando sacos de malha grossa plástica de 10 mm de abertura, por períodos de no máximo 60 dias. Neste período também foi avaliada a colonização de macroinvertebrados bentônicos em cada um dos tratamentos testados. Entre as estações (seca e chuvosa), as perdas de massa foliar foram distintas, assim também existiram diferenças entre as espécies de plantas testadas (Inga marginata, Matayba elaeagnoides e Eucalyptus grandis), sendo sempre maior a perda nas folhas de Inga marginata, seguida das folhas de Eucalyptus grandis e Matayba elaeagnoides, e obtendo os maiores valores de perda de massa na estação chuvosa. Foram identificados 801 indivíduos que colonizaram nos três tratamentos testados na época seca e 556 indivíduos que colonizaram nos tratamentos na época chuvosa, existindo uma relação entre os valores de perda de massa e a abundância de organismos macroinvertebrados para cada um dos tratamentos, sendo os tratamentos com maiores perdas os que tiveram maiores valores de organismos colonizados. Os maiores valores de perda de massa para a folha de Inga marginata foi maior em comparação dos outros tratamentos além de apresentar a maior quantidade de macroinvertebrados aquáticos colonizados nas duas épocas avaliadas. As famílias mais representativas foram: Chironomidae, Hyalellidae, Gomphidae, Calamoceratidae, Leptophlebiidae e Elmidae. Assim os grupos funcionais com maior presença foram os grupos coletor e predador, não existindo diferenças significativas na presença destes grupos. O grupo fragmentador foi o terceiro grupo mais representativo para os três tratamentos e nas duas épocas avaliadas. Nesse tipo de ambiente tropical, a comunidade de fungos e bactérias é rico e diverso, fazendo esse processo biológico, importante para a transformação das folhas em um recurso de maior facilidade de assimilação para seu aproveitamento, tornando assim as folhas mais acessíveis para os organismos invertebrados. Deste modo, por exemplo transformando as folhas de eucalipto em um recurso, sendo estas folhas também acondicionadas para o consumo dos organismos e podendo-se constituir como um recurso adicional para a biota e os organismos se adaptando para a assimilação deste recurso. A presença de folhas de eucalipto pode influenciar na colonização dos organismos invertebrados, podendo interferir no processo natural da colonização de macroinvertebrados aquáticos e alterando a disponibilidade de nutrientes dentro das teias tróficas destes sistemas aquáticos. / The crumbled vegetation has positive effects on water quality in a low river. The crop plants and replacement of native species by exotic species, has significant effects and impacts on biodiversity of aquatic and terrestrial environments. Eucalyptus cultivation occupies areas of biological and environmental importance, causing impacts that are still poorly studied, interfering with the operation of the waterways that depend on available vegetable waste on the banks of rivers as a source of energy and nutrients. This study compared the decomposition of leaves of native species (Inga marginata and Matayba elaeagnoides) and leaves of an exotic species (Eucalyptus grandis) during the dry and rainy seasons in a river located within of the Floresta Nacional de Ipanema, conservation unit located in the southeastern state of São Paulo. For the comparison, the litter bags method was used. Thus, networks of plastic coarse mesh with an opening of 10 mm maximum were used for periods of 60 days. In this period the colonization of bentic macroinvertebrates in each of the treatments was also evaluated. Between the seasons (dry and rainy), losses of plant mass were different among different species of evaluated plants (Inga marginata, Matayba elaeagnoides and Eucalyptus grandis), considering that the loss of leaves of Inga marginata was higher, followed by the Eucalyptus grandis and Matayba elaeagnoides leaves. As a result, the loss of mass in the rainy season was evident. Thus, 801 individuals that colonized the three treatments evaluated in the dry season and 556 individuals that colonized treatments in the rainy season were identified. As consequence, there is a relationship between the values of loss of plant material and abundance of macroinvertebrates organisms for each of the treatments. The treatments with higher losses those who had higher values of colonized organisms. The largest mass loss values for Inga marginata sheet was higher in comparison of other treatments as well as presenting the greatest amount of aquatic macroinvertebrates colonized in the two seasons evaluated. The most representative families were: Chironomidae, Hyalellidae, Gomphidae, Calamoceratidae, Leptophlebiidae and Elmidae. Thus, the functional groups with the largest presence were collectors and predators groups, with no significant differences in the presence of these groups, the shredder group was the third most representative group for the three treatments and two periods evaluated. In this type of tropical environment, the community of fungi and bacteria is abundant and diverse, making of this biological process, an important aspect for the transformation of leaves in a resource ease of assimilation for its use, allowing these to become more accessible for invertebrate organisms. Considering the previous information, this allowed the Eucalyptus leaves transform in a resource available for consumption of organisms and being able to be as an additional resource for biota and organisms adapting to the assimilation of this resource. Thus, the presence of Eucalyptus leaves can influence the colonization of invertebrate organisms, it may interfere with the natural process of colonization of aquatic macroinvertebrates and altering the availability of nutrients in the food chains of these aquatic ecosystems.

A atividade de decomposição constitui-se em importante indicador do padrão funcional dos ecossistemas, pois controla processos básicos relacionados à disponibilidade de nutrientes e produtividade. Salienta-se a importância das características climáticas, edáficas, da qualidade da serapilheira e da fauna do solo como determinantes no processo de decomposição. No entanto, a importância de cada um destes fatores varia em escalas de tempo e espaço. O objetivo deste trabalho foi avaliar a importância de alguns fatores determinantes na decomposição em trechos representativos dos principais ecossistemas florestais do Estado de São Paulo. Para tanto foram conduzidos dois experimentos independentes. O primeiro, aqui denominado Experimento Exóticas, examinou os efeitos do tipo florestal e da fauna do solo sobre a decomposição de folhas de uma espécie exótica (Laurus nobilis L.) em duas florestas úmidas (Floresta de Restinga do Parque Estadual da Ilha do Cardoso e Floresta Atlântica de Encosta do Parque Estadual Carlos Botelho) e uma floresta estacional (Floresta Estacional Semidecidual da Estação Ecológica de Caetetus). Os efeitos destes fatores foram testados em duas situações: acima e abaixo da superfície simulando então o ambiente de decomposição de folhas e raízes respectivamente. O tipo florestal apresenta efeito superior à fauna acima da superfície, enquanto abaixo apenas o efeito da fauna é significativo. Esses resultados indicam que a hierarquia dos fatores determinantes na decomposição difere para folhas e raízes. Se por um lado a decomposição de folhas é muito mais susceptível às mudanças climáticas do que a de raízes, por outro, alterações na comunidade afetam a decomposição em ambas as condições. Acima da superfície, a fauna apresentou efeito significativo apenas na Floresta Atlântica de Encosta, sendo essencial na diferenciação das duas florestas úmidas. Abaixo da superfície e na ausência da fauna, a porcentagem de massa remanescente foi muito similar nas três florestas. No entanto, diferenças entre as florestas, na presença da fauna, tornam-se aparentes sugerindo que há contribuição específica da fauna na decomposição de raízes destas florestas. A Floresta de Restinga apresentou o efeito mais pronunciado da fauna abaixo do solo. Esses resultados indicam que a fauna é um fator de notável importância na determinação da decomposição de raízes, particularmente em florestas tropicais úmidas arenosas. Outro experimento, aqui denominado Experimento Nativas, foi desenvolvido para avaliar o efeito do substrato e da formação florestal na decomposição de folhas de quatro espécies nativas em trechos das quatro principais formações florestais do Estado de São Paulo. Para tanto, o experimento foi desenvolvido nos três trechos florestais do experimento Exóticas incluindo ainda o Cerradão da Estação Ecológica de Assis. Foi escolhida uma espécie de árvore, em cada um dos tipos florestais, para que suas folhas fossem usadas como substrato nas bolsas de serapilheira. Tipo florestal e substrato demonstraram efeito significativo sobre a quantidade de massa remanescente ao longo do experimento. A maior parte das espécies sofreu maiores perdas na Floresta Atlântica, seguida da Floresta de Restinga, Floresta Estacional e Cerradão. Esses resultados sugerem que o total de precipitação associado a sua distribuição são importantes determinantes no processo de decomposição, de forma que as duas florestas mais úmidas apresentam, em média, taxas de decomposição duas vezes maiores do que as duas florestas estacionais. As demais diferenças encontradas entre as formações florestais devem ser explicadas por características edáficas e bióticas. Em relação ao efeito das espécies, observaram-se as maiores perda de massa em Esenbeckia leiocarpa Engl., seguida de Copaifera langsdorfii Desf., Guapira opposita Vell. e Calophyllum brasiliensis Camb.. Os parâmetros químicos só mostram correlação negativa significativa com as taxas de decomposição quando G. opposita é excluída da análise. Neste caso a porcentagem de lignina foi o parâmetro que apresentou melhor correlação (r2= 0,59). Apesar dos padrões gerais apresentados acima, a interação entre tipo florestal e substrato evidencia algumas variações, que se relacionam principalmente ao aumento relativo na perda de massa de C. langsdorfii em sua área de origem, o Cerradão. Quando comparadas as taxas de decomposição (k) encontradas na Floresta Estacional e no Cerradão, C. langsdorfii apresenta decaimento 40% maior no Cerradão, enquanto as demais espécies apresentam, em média, taxas 28% menores no Cerradão do que na Estacional. Esses resultados sugerem estreita correlação entre a comunidade decompositora e a serapilheira local. O estudo do processo de decomposição, reconhecendo seus fatores determinantes e a variação na hierarquia desses fatores em diferentes condições ambientais, como apresentado nesse trabalho, é de fundamental importância, não só para o entendimento dos ecossistemas florestais de São Paulo, mas para o planejamento de atividades de manejo, restauração e conservação. / Composition is an important indicator of functional patterns of ecosystems, as it controls basic processes related to the availability of nutrients and to ecosystem productivity. Climatic and edaphic conditions and the quality of the litter and soil fauna as determining factors are of particular importance in the process of decomposition. The significance of each one of these varies with spatial and temporal scale. The objective of this work was to evaluate the importance of certain determining factors of decomposition in sites representing the main forest ecosystems of the state of São Paulo, Brazil. To accomplish this, two independent experiments were conducted. The first, denoted here as the “Exotics" experiment, was to examine the effects of the type of forest and the soil fauna on the decomposition of leaves of an exotic species (Laurus nobilis L.) in two humid forests (Restinga Forest of the Parque Estadual da Ilha do Cardoso e Atlantic Forest of the Parque Estadual Carlos Botelho) and a seasonal forest (Semideciduous Forest of the Estação Ecológica de Caetetus). The effects of these factors were tested above and belowground, to simulate the environment of decomposition among leaves and roots respectively. The type of forest had a significant effect over fauna above the surface, while below the surface, only fauna had significant effect. These results indicate that the hierarchy of determining factors in decomposition differs between leaves and roots. If on the one hand decomposition in leaves is much more susceptible to variation in climate than are roots, on the other hand changes in the soil fauna affect decomposition in both environments. Above the surface, fauna had a significant effect only in the Atlantic Forest, emphasizing the difference between two humid forests. Under the surface, and in the absence of fauna, the percentage of remaining biomass was very similar in the three forests. Notwithstanding differences in the forests, the presence of fauna was apparent, suggesting that there is a specific contribution of fauna in decomposition among roots in these forests. The Restinga Forest produced the most pronounced effect of fauna below the soil surface. These results indicate that fauna is a factor of notable importance in the decomposition of roots, especially in humid sandy tropical forests. The other experiment, here called the “Native" experiment, was developed to evaluate the effects of the substrate and the forest type on the decomposition of leaves of four native species in sites of the four major forest types in São Paulo state. The experiment was conducted in the same three forest sites as the “Exotics" experiment, including the Cerradão da Estação Ecológica de Assis. A tree species was chosen in each forest type, the leaves of which were used as substrate for the litter bags. The type of forest and the substrate demonstrated a significantly greater effect on the quantity of remaining mass throughout the experiment. The majority of the species suffered greater losses in the Atlantic Forest, followed by the Restinga Forest, the Semideciduous Forest, and the Cerradão. These results suggest that the total associated precipitation and its distribution are important determinants in the process of decomposition. As such, the two most humid forests show, on average, decomposition rates twice as great as the two seasonal forests. The rest of the differences encountered between forest types can be explained by edaphic and biotic factors. With respect to the effect of the species, the greatest biomass losses were observed in Esenbeckia leiocarpa Engl., followed by Copaifera langsdorfii Desf., Guapira opposita Vell. and Calophyllum brasiliensis Camb. Chemical parameters only show significant negative correlation with decomposition rates when G. opposita is excluded from the analysis. In this case the percentage of lignin was the parameter that showed the greatest correlation (r2= 0,59). In spite of the general patterns presented above, the interaction between forest type and substrate showed some variation, principally related to the loss of mass of C. langsdorfii in its native habitat, the Cerradão. Comparing decomposition rates (k) found in the Semideciduous Forest and Cerradão, C. langsdorfii shows a decrease of 40% more in the Cerradão, while the other species show, on average rates 28% lower in the Cerradão than in the Semideciduous Forest. These results suggest a strict correlation between the decomposition community and the local litter. Understanding processes of decomposition, is of fundamental importance and includes recognizing the determining factors and the variation in the importance of these factors under different environmental conditions, as presented in this study. This is true not only for our understanding of the forest ecosystems of São Paulo, but also for management planning, restoration, and conservation.

The master?s thesis is part of the project GA ČR č. P504/11/1151- Role of plants in the greenhouse gas budget of a sedge fen. This thesis deals with the decomposition of aboveground vegetation in a herbaceous wetland. The decomposition rate was established on the flooded part of the Wet Meadows near Třeboň. The rate of the decomposition processes was evaluated using the litter-bag method. Mesh bags filled with dry plant matter were located in the vicinity of the automatic meteorological station at four randomly selected sites. Values of the decomposition rate were assessed in two experiments. In the first experiment the litter bags were fixed in April 2009. The litter bags were fixed in the vertical position and they had one size. Values of the decomposition rate were assessed for 6 sampling dates and the total exposure time was 2,5 years. The decrease of the total dry mass was 18,37 % in the first year and 13,05 % in the second year. The value of LDR was 0,7227 in the first year and 0,4740 in the second year. In the 2nd experiment the litter bags were fixed in November 2010. The litter bags were fixed in the vertical and horizontal position, respectively, and they were of two sizes (small, big). Values of the decomposition rate were assessed for 2 sampling dates and the total exposure time was one year. The total annual value of LDR was 0,5212 for the vertical bags and 1,0676 for horizontal bags.

A atividade de decomposição constitui-se em importante indicador do padrão funcional dos ecossistemas, pois controla processos básicos relacionados à disponibilidade de nutrientes e produtividade. Salienta-se a importância das características climáticas, edáficas, da qualidade da serapilheira e da fauna do solo como determinantes no processo de decomposição. No entanto, a importância de cada um destes fatores varia em escalas de tempo e espaço. O objetivo deste trabalho foi avaliar a importância de alguns fatores determinantes na decomposição em trechos representativos dos principais ecossistemas florestais do Estado de São Paulo. Para tanto foram conduzidos dois experimentos independentes. O primeiro, aqui denominado Experimento Exóticas, examinou os efeitos do tipo florestal e da fauna do solo sobre a decomposição de folhas de uma espécie exótica (Laurus nobilis L.) em duas florestas úmidas (Floresta de Restinga do Parque Estadual da Ilha do Cardoso e Floresta Atlântica de Encosta do Parque Estadual Carlos Botelho) e uma floresta estacional (Floresta Estacional Semidecidual da Estação Ecológica de Caetetus). Os efeitos destes fatores foram testados em duas situações: acima e abaixo da superfície simulando então o ambiente de decomposição de folhas e raízes respectivamente. O tipo florestal apresenta efeito superior à fauna acima da superfície, enquanto abaixo apenas o efeito da fauna é significativo. Esses resultados indicam que a hierarquia dos fatores determinantes na decomposição difere para folhas e raízes. Se por um lado a decomposição de folhas é muito mais susceptível às mudanças climáticas do que a de raízes, por outro, alterações na comunidade afetam a decomposição em ambas as condições. Acima da superfície, a fauna apresentou efeito significativo apenas na Floresta Atlântica de Encosta, sendo essencial na diferenciação das duas florestas úmidas. Abaixo da superfície e na ausência da fauna, a porcentagem de massa remanescente foi muito similar nas três florestas. No entanto, diferenças entre as florestas, na presença da fauna, tornam-se aparentes sugerindo que há contribuição específica da fauna na decomposição de raízes destas florestas. A Floresta de Restinga apresentou o efeito mais pronunciado da fauna abaixo do solo. Esses resultados indicam que a fauna é um fator de notável importância na determinação da decomposição de raízes, particularmente em florestas tropicais úmidas arenosas. Outro experimento, aqui denominado Experimento Nativas, foi desenvolvido para avaliar o efeito do substrato e da formação florestal na decomposição de folhas de quatro espécies nativas em trechos das quatro principais formações florestais do Estado de São Paulo. Para tanto, o experimento foi desenvolvido nos três trechos florestais do experimento Exóticas incluindo ainda o Cerradão da Estação Ecológica de Assis. Foi escolhida uma espécie de árvore, em cada um dos tipos florestais, para que suas folhas fossem usadas como substrato nas bolsas de serapilheira. Tipo florestal e substrato demonstraram efeito significativo sobre a quantidade de massa remanescente ao longo do experimento. A maior parte das espécies sofreu maiores perdas na Floresta Atlântica, seguida da Floresta de Restinga, Floresta Estacional e Cerradão. Esses resultados sugerem que o total de precipitação associado a sua distribuição são importantes determinantes no processo de decomposição, de forma que as duas florestas mais úmidas apresentam, em média, taxas de decomposição duas vezes maiores do que as duas florestas estacionais. As demais diferenças encontradas entre as formações florestais devem ser explicadas por características edáficas e bióticas. Em relação ao efeito das espécies, observaram-se as maiores perda de massa em Esenbeckia leiocarpa Engl., seguida de Copaifera langsdorfii Desf., Guapira opposita Vell. e Calophyllum brasiliensis Camb.. Os parâmetros químicos só mostram correlação negativa significativa com as taxas de decomposição quando G. opposita é excluída da análise. Neste caso a porcentagem de lignina foi o parâmetro que apresentou melhor correlação (r2= 0,59). Apesar dos padrões gerais apresentados acima, a interação entre tipo florestal e substrato evidencia algumas variações, que se relacionam principalmente ao aumento relativo na perda de massa de C. langsdorfii em sua área de origem, o Cerradão. Quando comparadas as taxas de decomposição (k) encontradas na Floresta Estacional e no Cerradão, C. langsdorfii apresenta decaimento 40% maior no Cerradão, enquanto as demais espécies apresentam, em média, taxas 28% menores no Cerradão do que na Estacional. Esses resultados sugerem estreita correlação entre a comunidade decompositora e a serapilheira local. O estudo do processo de decomposição, reconhecendo seus fatores determinantes e a variação na hierarquia desses fatores em diferentes condições ambientais, como apresentado nesse trabalho, é de fundamental importância, não só para o entendimento dos ecossistemas florestais de São Paulo, mas para o planejamento de atividades de manejo, restauração e conservação. / Composition is an important indicator of functional patterns of ecosystems, as it controls basic processes related to the availability of nutrients and to ecosystem productivity. Climatic and edaphic conditions and the quality of the litter and soil fauna as determining factors are of particular importance in the process of decomposition. The significance of each one of these varies with spatial and temporal scale. The objective of this work was to evaluate the importance of certain determining factors of decomposition in sites representing the main forest ecosystems of the state of São Paulo, Brazil. To accomplish this, two independent experiments were conducted. The first, denoted here as the “Exotics” experiment, was to examine the effects of the type of forest and the soil fauna on the decomposition of leaves of an exotic species (Laurus nobilis L.) in two humid forests (Restinga Forest of the Parque Estadual da Ilha do Cardoso e Atlantic Forest of the Parque Estadual Carlos Botelho) and a seasonal forest (Semideciduous Forest of the Estação Ecológica de Caetetus). The effects of these factors were tested above and belowground, to simulate the environment of decomposition among leaves and roots respectively. The type of forest had a significant effect over fauna above the surface, while below the surface, only fauna had significant effect. These results indicate that the hierarchy of determining factors in decomposition differs between leaves and roots. If on the one hand decomposition in leaves is much more susceptible to variation in climate than are roots, on the other hand changes in the soil fauna affect decomposition in both environments. Above the surface, fauna had a significant effect only in the Atlantic Forest, emphasizing the difference between two humid forests. Under the surface, and in the absence of fauna, the percentage of remaining biomass was very similar in the three forests. Notwithstanding differences in the forests, the presence of fauna was apparent, suggesting that there is a specific contribution of fauna in decomposition among roots in these forests. The Restinga Forest produced the most pronounced effect of fauna below the soil surface. These results indicate that fauna is a factor of notable importance in the decomposition of roots, especially in humid sandy tropical forests. The other experiment, here called the “Native” experiment, was developed to evaluate the effects of the substrate and the forest type on the decomposition of leaves of four native species in sites of the four major forest types in São Paulo state. The experiment was conducted in the same three forest sites as the “Exotics” experiment, including the Cerradão da Estação Ecológica de Assis. A tree species was chosen in each forest type, the leaves of which were used as substrate for the litter bags. The type of forest and the substrate demonstrated a significantly greater effect on the quantity of remaining mass throughout the experiment. The majority of the species suffered greater losses in the Atlantic Forest, followed by the Restinga Forest, the Semideciduous Forest, and the Cerradão. These results suggest that the total associated precipitation and its distribution are important determinants in the process of decomposition. As such, the two most humid forests show, on average, decomposition rates twice as great as the two seasonal forests. The rest of the differences encountered between forest types can be explained by edaphic and biotic factors. With respect to the effect of the species, the greatest biomass losses were observed in Esenbeckia leiocarpa Engl., followed by Copaifera langsdorfii Desf., Guapira opposita Vell. and Calophyllum brasiliensis Camb. Chemical parameters only show significant negative correlation with decomposition rates when G. opposita is excluded from the analysis. In this case the percentage of lignin was the parameter that showed the greatest correlation (r2= 0,59). In spite of the general patterns presented above, the interaction between forest type and substrate showed some variation, principally related to the loss of mass of C. langsdorfii in its native habitat, the Cerradão. Comparing decomposition rates (k) found in the Semideciduous Forest and Cerradão, C. langsdorfii shows a decrease of 40% more in the Cerradão, while the other species show, on average rates 28% lower in the Cerradão than in the Semideciduous Forest. These results suggest a strict correlation between the decomposition community and the local litter. Understanding processes of decomposition, is of fundamental importance and includes recognizing the determining factors and the variation in the importance of these factors under different environmental conditions, as presented in this study. This is true not only for our understanding of the forest ecosystems of São Paulo, but also for management planning, restoration, and conservation.

<p> The net ecosystem CO2 exchange and Sphagnum net primary production of an abandoned block-cut bog were measured in the field and in the laboratory using gas exchange techniques. Environmental variables were measured concurrently. Seasonal Sphagnum growth and decomposition were determined using crank wires and litter bags.</p> <p> The bog was a net source of CO2 during the summer months. While, Sphagnum did grow over the study period, the Sphagnum net primary production was offset by peat respiration. Sphagnum net primary production and net ecosystem CO2 exchange at the abandoned block-cut bog are within the ranges found for natural peatlands.</p> <p> Sphagnum photosynthesis was greatest at wet sites and at the start and end of the study period when the water table was higher and the temperature was cooler. Ericaceous shrub cover strongly affected Sphagnum growth. Sites with vascular plant cover photosynthesized at approximately twice the rate of sites where cover was removed.</p> <p> Laboratory results indicate that drying and wetting cycles negatively affect Sphagnum net primary production and net ecosystem CO2 exchange. Sphagnum and peat respiration increased 4 to 14 fold upon rewetting whereas Sphagnum photosynthesis did not recover until 20 days of saturation.</p> <p> The results emphasize the importance of stable moisture availability for the development of a new acrotelm. The peatland will likely remain a source of CO2 until the acrotelm is able to counterbalance the peat respiration.</p> / Thesis / Master of Science (MSc)

Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo. / Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production.

Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo. / Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production.